COMPOSITIONS DE BITUMES-POLYMERES APPLICABLES A LA REALISATION DE LIANTS ROUTIERS

BITUMEN-POLYMER COMPOUNDS USEABLE AS ROAD PAVING BINDERS

French Abstract

PRECIS DE DIVULGATION
Les compositions selon l'invention comprennent de 95 à 99 % en
poids de bitume et de 1 à 5 % en poids de polymère et sont caractérisées
en ce que ledit polymère est un terpolymère ayant un indice de fluidité
compris entre 5 et 50 dg/min et comprenant :
- de 88 à 98,7 % en moles de motifs dérivés de l'éthylène,
- de 1 à 10 % en moles de motifs dérivés d'au moins un ester choisi parmi
les acrylates et méthacrylates d'alkyle, ledit groupe alkyle ayant de
1 à 6 atomes de carbone, et
- de 0,3 à 3 % en moles de motifs dérivés de l'anhydride maléique.
Application à l'obtention de liants routiers.

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet
desquelles un droit exclusif de propriété ou de
privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Compositions comprenant de 95 à 99 % en
poids de bitumes et de 1 à 5 % en poids de polymère,
caractérisées en ce que ledit polymère est un ter-
polymère ayant un indice de fluidité compris entre 5 et
50 dg/mn et comprenant:
- de 88 à 98,7 % en moles de motifs dérivés
de l'éthylène,
- de 1 à 10 % en moles de motifs dérivés d'au
moins un ester choisi parmi les acrylates et méthacry-
lates d'alkyle, ledit groupe alkyle ayant de 1 à 6
atomes de carbone, et
- de 0,3 à 3 % en moles de motifs dérivés de
l'anhydride maléique.
2. Compositions selon la revendication 1,
caractérisées en ce que lesdits bitumes ont une pseudo-
viscosité à 30°C comprise entre 200 et 1000 secondes.
3. Compositions selon la revendication 1,
caractérisées en ce que lesdits bitumes sont des
mélanges d'au moins 50 % en poids de bitumes et
d'au plus 50 % en poids de goudrons.
4. Compositions selon la revendication 2,
caractérisées en ce que lesdits bitumes sont des
mélanges d'au moins 50 % en poids de bitumes et d'au
plus 50 % en poids de goudrons.
5. Compositions selon l'une des revendi-
cations 1 à 3, caractérisées en ce que ledit terpolymère
a un indice de polydispersité supérieur à 6.

6. Compositions selon la revendication 4,
caractérisées en ce que ledit terpolymère a un indice
de polydispersité supérieur à 6.
7. Compositions selon l'une des revendi-
cations 1 à 3, caractérisées en ce que ledit
terpolymère a une température Vicat comprise entre
30°C et 85°C.
8. Compositions selon la revendication 1,
caractérisées en ce que ledit terpolymère comprend un
quatrième monomère choisi parmi les ?-oléfines ayant
de 3 à 8 atomes de carbone, les monomaléates d'alkyle
et les maléates de dialkyle dont les groupes alkyle ont
de 1 à 6 atomes de carbone, l'acétate de vinyle, le
monoxyde de carbone.
9. Compositions selon l'une des revendi-
cations 2, 3 ou 4, caractérisées en ce que ledit
terpolymère comprend un quatrième monomère choisi
parmi les ?-oléfines ayant de 3 à 8 atomes de carbone,
les monomaléates d'alkyle et les maléates de dialkyle
dont les groupes alkyle ont de 1 à 6 atomes de carbone,
l'acétate de vinyle, le monoxyde de carbone.
10. Compositions selon la revendication 8,
caractérisées en ce que ledit quatrième monomère est
présent à raison de jusqu'à 5 % en moles.
11. Compositions selon la revendication 1,
caractérisées en ce qu'elles comprennent en outre, pour
100 parties en poids, jusqu'à 1 partie en poids d'un
agent de modification ou de réticulation thermo-
réversible.
12. Compositions selon l'une des revendi-
cations 2, 3 ou 4, caractérisées en ce qu'elles

comprennent en outre, pour 100 parties en poids,
jusqu'à 1 partie en poids d'un agent de modification ou
de réticulation thermoréversible.
13. Compositions selon la revendication 11,
caractérisées en ce que ledit agent est choisi parmi
les alcools lourds, les mono-, di- et trialcoolamines
et les alcools polyfonctionnels.
14. Compositions selon l'une des revendi-
cations 1 à 3, caractérisées en ce que leur point de
fragilité est inférieur ou égal à -23°C.
15. Liants routiers comportant des compo-
sitions selon l'une des revendications 1 à 3.
16. Liants routiers comportant des compo-
sitions selon l'une des revendications 4, 8 ou 11.

Description

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La présente invention concerne des cOmDositiOnS de bitumes-poly-
mères applicables à la réalisation de liants routiers.
L'addition de polymères a des bitumes en vue d'améliorer la cohé-
sivité et l'adhésivité des liants routiers est déj~ connue. Ainsi le brevet
allemand n 1.644.771 décrit une composition comprenant jusqu'à 95 ~0 en poids
d'asphalte aromatique de pétrole et au moins i ~ en poids d'un copolymere
d'éthylène et d'ester acrylique ou mé~hacrylique comprenant de 10 à 40 % en
poids d 7 ester.
L'amélioration des performances des liants routiers, er. particu-
lier l'amélioration de leurs propriétés de cohésivité et d'adhésivité, est
une préoccupation constante de l'industrie des travaux routiers et corstitue
le but de lz présente invention.
Les campositions selon l'invention comprennent :
(A) de 95 ~ 99 ~ en poids de bitumes/goudrons et
(B) de 1 ~ 5 ~ en poids d'un terpolymère ayant un indice de fluidité compris
entre 5 et 50 dg/mn et comprenant :
- de 88 ~ 98,7 ~ en moles de motifs dérivés de l'éthylène,
- de 1 a 10 ~ en md~ès de motifs dérivés d'au moins un ester choisi
pa~mi les acrylates et méthacrylates d'aikyle, ledit groupe alkyle
ayant de 1 à 6 atones de carbone, et
- de 0,3 à 3 ~ en moles de motlfs dérivés de l'anhydride maléique.
Les bitumes/goudrons utilisables dans les compositions selon
l'invention sont soik des bi~umes soit des mélanges dlau moins 50 ~ en poids
de bitumes et d'au plus 50 ~ en poids de goudrons, ay_nt une pseudo-visco
sité à aOC, déterminée selon la norme NFT-66005, comprise entre en~-iron
200 et lOOO secondes.
Les terpolymères utilisables ~?nS les oompositions selon l'inven-
tion ont été décrits dæns le brevet ~rançais n 2.498.609. Leur indice de
polydis~ersité Mw,~n est généralement supérieur à 6. Leur te~pérature Vic?t
aO est comprise entre 30~C (~ortes teneurs en comoncmères) et 35C ~faibles
teneurs). Facultativement ils peuvent comprendre un quatri~me monomère
copolymérisable avec les trois premiers ; ce quatrième monomère peut Qtre
choisi parni les ~-olefines ayant de 3 ~ 8 atomes de carbone, les monoma-
léates d'alkyle et les maléates de dialkyle dont les groupes alkyle ont de
l à 6 atomes de carbor.e, l'acétate de vinyle, le monoxyde de carbone, et
peut être présent ~ raison de jusqu'à ~ ~ en moles, la proportion de lléthy-
lène dans le tétrapolymère étant alors diminuée d'aut~nt par rapport ~ la
gamme indiqu~e ci-dessus.

.
~LZ 2 ~i~7~5
Les performances des compositions décrites ci-dessus sont encore
améliorées par l'addition, pour 100 parties en poids de ladite composition,
de jusqu'à 1 partie d'un agent de modification ou de réticulation thermoré-
versible tel qu'un alcool lourd, une mono , di- ou trialcoolamine ou bien
S un alcool polyfonctionnel. On peut citer, entre aut:res, l'alcool benzylique
comme exemple d'alcool lourd, la monoéthanolamine e~ la diéthanol~mine
comme exemples alcool-amines, l'éthylèneglycol et ]e pentaerythritol co~,me
exem~les d'alcools polyfon~tionnels utilisables conformément à la présente
invention.
Les compositions selon l'invention possèdent des propriétés phy-
siques remarquables, notamment un point de fragilité ~ou point de Fraass)
mesuré selon la norme IP 80/53 inférieur ou égal à -23C. Ces propriétés
expliquent leur aptitude à l'obtention de liants routiers d'excellente qua
lité. Ces compositions sont en effet applicables notamment ~ la réalisation
d'enduits routiers superficiels, liants fondus sur lesquels on dépose des
gravillons.
Les exemples ci-après sont donnés à titre illustratif et non limi-
tatif de la présente invention.
EXEMPLES 1 à ~
On considère un mélange ~A1) constitué de 60 ~O en poids de bitume
et de 40 % en poids de goudron, ayant une pseudo-viscosité ~ 30C (selon
la norme NFT-66005) egale à 400 secondes.
On considère d'autre part un terpolymère (B1) comprenant 90,5 ~O
en moles de motifs dérivés de l'éthylène, 8,5 ~O en moles de motifs dérivés
de llacrylate d'éthyle et 1,0 ~ en moles de motifs dérivés de l'anhydride
maléique. Ce terpolymère a un indice de fluidité (mesure selon ASTM D
12~8-73) de 38 dg/mn, un indice de polydispersite Mw~Mn égal à 19 et une
masse volumique égale à 0,948 g/cm3.
On réalis-, par mélange homogène, des com~ositions comprenant
X ~ du terpolymère ~Bi) et ~100-X) ~ du mélange (A1). Des cc~positions ainsi
obtenues on mesure d'une part la pseudo-viscosité à 30C ~selon la norme
NFT-66005) et d'autre part le point de fragilité (selon la norme IP 80/53)
exprimé en degrés Celsius.
Les compositions ainsi que les propriétés mesu¢ees sont indiquees
dans le tableau I ci-dessous.
Ces compositions sont utilisables pour la réalisation d'enduits
routiers.

~L2257~
TABL~AU 1
~_ .
Exemple _ 31i
_ -t
X ~) 1 2 3 ,
Pseudo-viscosité (secondes) iS5 700 1 920
Point de fragilité ~C)- 23,5 - 27,5 - 2 " 0
~XEMPL~S 4 ~ 6
On considère un mélange ~A2) constitué de 60 ~ en poids de bitume
et de 40 ~ en poids de goudron, ayant une pseudo-viscosité ~ 30C (selon la
norme NFT 66005) égale à 250 secondes. On considère d'autre part le meme
terpolymère ~B1) qu'aux exemples précédents.
On réalise, par mélange homog~ne, des compositions comprenant
X O du terpolymère (B) et (100-X) ~ du mélange (A2). Sur les compositions
ainsi obtenues on mesure, com~e précédemment, la pseudo-visccsité ~ 30~C
et le point de fragilité dont les valeurs figurent dans le tableau II ci-
après.
T~BLEAU II
Exemple 4 5 1 6
_ _
X (~) 3 4 4,5
Pseudo-viscosité (secondes} 930 1 740 2 160
Point de fragilité (C) - 28 26,5 25
.
Ces compositions sont utilisables pour la réalisation d'enduits
routiers.
On considare un terpolymère (B2) co~prenant 96,7 % en moles de
motifs dérivés de l'éthylène, 2,~ % en moles de motifs dérivés de l'acrylate
d~éthyle et I ~ en moles de mntifs dérivés de l'anhydride maléique. Ce
terpolymère a un indice de fluidité (mesuré selon ASTM D 1238-73) de
6,4 dg/mn~ un indice de polydispersité ~h~/Mn égal à 7,4 et une te~pérature
Vicat égale ~ 73C.
On a réalisé ~ paTtir de 3 ~ en poids du terpolymère B et de
97 ~ en poids d'un mélange A1 une composition présentant de bonnes propriétés
pcur la réalisakion d'enduits routiers.